DE102007055754B4 - Elektrischer Servomotor - Google Patents

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Abstract

Elektrischer Servomotor für ein Hilfskraft - Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem Stator - Blechpaket (2) mit einem Außendurchmesser (D) und einer aktiven Länge (M) dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D) das Verhältnis von Außendurchmesser (D) zu der aktiven Länge (M) des Stator - Blechpakets (2) so variierbar ist, daß der elektrische Servomotor (1) für Hilfskraft-Lenksysteme für Kleinwagen bis zur Oberklasse bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D) anwendbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Servomotor für ein Hilfskraft-Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem Stator - Blechpaket nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge, die insbesondere als Zahnstangenlenkungen ausgebildet sind, sind bekannt. Ein Aktuator aus einem Servomotor und einem nachgelagerten Getriebezug stellt hierbei eine Lenkhilfskraft auf ein Lenkgetriebe bereit.
  • Die Lenkhilfskraft kann auf verschiedene Weise erzeugt werden und auf verschiedene Weise in das Lenkgetriebe eingegeben werden. So beschreibt die US 2005/01 727 44 A1 etwa eine elektrische Zahnstangenhilfskraftlenkung bei der ein elektrischer Servomotor mit Hilfe einer Schnecke auf seiner Welle ein Schneckenrad antreibt, das wiederum drehfest mit einer Lenkwelle verbunden ist. Die Lenkwelle dient zur Eingabe einer Lenkkraft eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs und zur Eingabe der Lenkhilfskraft.
  • Aus der DE 199 39 889 A1 ist ein elektrischer Servomotor für ein Hilfskraft - Lenksystem eines Fahrzeugs bekannt. Der Servomotor weist ein Stator-Blechpaket mit einem Außendurchmesser und einer aktiven Länge auf (siehe dort 1). Der Stator umfasst aus elektromagnetischen Stahlblechen gebildete Zahnteile sowie um die Zahnteile gewickelte Wicklungen und einen aus einem magnetischen Material hergestellten Jochabschnitt, der die Wicklungen und die Zahnteile aufnimmt.
  • Die EP 1 322 022 A1 offenbart einen Stator für einen Elektromotor, bei dem der Stator eine Vielzahl von Polschenkeln und einen die Polschenkel umfänglich umgebenden Polring aufweist, bei welchem die Polschenkel jeweils aus zumindest zwei vorgefertigten Polschenkelelementen gebildet sind, welche jeweils eine Vielzahl aufeinandergeschichteter Polbleche aufweisen. Der Elektromotor ist so konstruiert, dass bei gleichbleibendem Außendurchmesser das Verhältnis von Außendurchmesser zu der aktiven Länge des Stator-Blechpaketes variierbar ist.
  • Die DE 103 10 492 A 1 beschreibt eine Hilfskraftlenkung bei der von einem elektrischen Servomotor eine Lenkhilfskraft über ein Zugmittelgetriebe auf eine Kugelumlaufmutter und einen Spindelabschnitt der Zahnstange aufgebracht wird. Der Servomotor ist parallel zu der Zahnstange angeordnet und ist auf den Einsatz in einem Fahrzeug definierter Größe vorgesehen. Eine Anpassung der Leistung des elektrischen Servomotors auf eine andere Fahrzeuggröße bedingt eine völlige Neukonstruktion des Gehäuses des elektrischen Servomotors.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Servomotor für ein Hilfskraft - Lenksystem anzugeben, der ein optimales Durchmesser/Längenverhältnis aufweist und durch eine sinnvolle Volumenänderung einen Lenkleistungsbereich vom Kleinwagen bis zum Oberklassefahrzeug abdeckt.
  • Die Aufgabe wird mit einem elektrischen Servomotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch dass der elektrische Servomotor so dimensioniert ist, dass bei gleichbleibendem Außendurchmesser das Verhältnis von Außendurchmesser zu der aktiven Länge des Stator - Blechpakets so variiert wird, das heißt, dass ausschließlich die Länge des Stator - Blechpakets verändert wird, ist ein elektrischer Servomotor geschaffen, der für Hilfskraftlenksysteme für Kleinwagen, bis zu Oberklassewagen geeignet ist und dessen Gehäuse oder Gehäusedeckel lediglich verlängert werden muß, um die Leistung des elektrischen Servomotors anzupassen.
  • Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis von Außendurchmesser zur aktiven Länge des Stator - Blechpakets etwa 3,0 bis 1,0 und insbesondere 2,175 bis 1,243. Der elektrische Servomotor lässt sich zusammen mit unterschiedlichen Bauarten von Getriebezügen für den Antrieb verschiedenartiger Lenkgetriebe einsetzen. So kann ein Abtriebsglied des elektrischen Servomotors ein Ritzel oder eine Riemenscheibe oder eine Schnecke sein.
  • Der elektrische Servomotor lässt sich auch als Hohlwellenmotor ausführen. Er weist eine Leistung von vorzugsweise 400 bis 1000 W auf und kann eine pulsweitengesteuerte Gleichstrommaschine sein.
  • Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben.
    • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Hilfskraftlenkung.
    • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen elektrischen Servomotor.
  • In 1 ist in einer schematischen Ansicht eine elektrische ZahnstangenHilfskraftlenkung 3 gezeigt, die im Wesentlichen aus einem zylinderartigen Lenkgetriebe 4 besteht, an dem eine Lenkwelle 5 mit einem drehfest daran angeordneten Lenkritzel festgelegt ist Das Lenkritzel kämmt mit einem Verzahnungsabschnitt einer in dem Lenkgetriebe 4 axialverschieblich gelagerten Zahnstange 6, an deren Enden Spurstangeköpfe 7 zum Antrieb von Radlenkhebeln und zur Lenkwinkelverstellung gelenkter Räder angeordnet sind.
  • Ein elektrischer Servomotor 1 und eine Steuer- und/oder Regelungseinheit 8 ist mit einem Getriebezug 9 mit Abstand zu der Lenkwelle 5 festgelegt. Der Getriebezug ist als Zugmittelgetriebe, welches eine Kugelumlaufmutter antreibt, die wiederum mit einem Spindelabschnitt der Zahnstange kämmt, ausgebildet. Die Lenkhilfskraft wird in Abhängigkeit von Signalen eines Drehmomentsensors 10 an der Lenkwelle 5 gesteuert.
  • Wie 2 in einem teilweisen schematischen Längsschnitt durch den elektrischen Servomotor 1 zeigt, ist dessen Außendurchmesser D festgelegt und gleichbleibend, während insbesondere die aktive Länge M seiner Stator - Blechpakete 2 von M1 bis M4 vergrößerbar ist. Demgemäß auch die Längen L1 bis L4 des elektrischen Servomotors 1 und der zugehörigen Steuer- und/oder Regelungseinheit 8.
  • Durch ein bloße Verlängerung der Stator - Blechpaketlänge lässt sich somit ohne erheblichen Aufwand, die Leistung des elektrischen Servomotors 1 anpassen.

Claims (9)

  1. Elektrischer Servomotor für ein Hilfskraft - Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem Stator - Blechpaket (2) mit einem Außendurchmesser (D) und einer aktiven Länge (M) dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D) das Verhältnis von Außendurchmesser (D) zu der aktiven Länge (M) des Stator - Blechpakets (2) so variierbar ist, daß der elektrische Servomotor (1) für Hilfskraft-Lenksysteme für Kleinwagen bis zur Oberklasse bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D) anwendbar ist.
  2. Elektrischer Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser (D) zu der aktiven Länge (M) des Stator-Blechpakets (2) von 3,0 bis 1,0 ist.
  3. Elektrischer Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Außendurchmesser (D) zu der aktiven Länge (M) des Stator-Blechpakets (2) von 2,175 bis 1,243 ist.
  4. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsglied des elektrischen Servomotors (1) eine Schnecke ist.
  5. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsglied des elektrischen Servomotors (1) ein Ritzel ist.
  6. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsglied des elektrischen Servomotors (1) eine Riemenscheibe ist.
  7. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Servomotor (1) ein Hohlwellenmotor ist.
  8. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfskraft-Lenksystem eine ZahnstangenHilfskraftlenkung (3) ist.
  9. Elektrischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des elektrischen Servomotors (1) 400 bis 1000 W beträgt.
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